180万吨地面变电所设计1801开题报告.docx
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180万吨地面变电所设计1801开题报告
本科毕业设计开题报告
题目:
年产180万吨煤矿地面变电所电气部分的设计
专题:
院(系)电气与电信学院
班级:
电气09-12班
姓名:
苏文义
学号:
2009021752
指导教师:
高柏臣
教师职称:
副教授
黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告
题目
年产180万吨煤矿地面变电所的电气部分的设计
来源
工程实际
1、研究目的和意义
电力是当今世界使用最为广泛,地位最为重要的能源。
变电所是电力系统在实际运用中的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。
变电所是电力系统的枢纽,在生产和生活中占有特殊重要的地位。
电力系统的运行要求安全可靠,电能质量高,经济性好,便于扩建。
但是电力系统的组成元件数量多,结构各异,运行情况复杂,覆盖地域辽阔,因此,受自然条件,设备及人为因素的影响,可能出现各种故障和不正常的运行状态。
故障中最常见,危害最大的是各种形式的短路。
为此,需要安装各种形式的的保护装置,用分层控制方式实施安全全监控系统,对包括正常运行在内的各种运行状态实施监控,以确保电力系统安全正常且更好的运行。
因此,矿区供电设计,应根据煤矿电力负荷的分布和发展情况,结合地区的电力规划,合理确定供电电源,电压等级,供电方式,矿区变电所的位置和建设的顺序,并留有发展余地。
所以,设计一个符合矿山时间情的变电所就变得尤为重要。
本设计为年产180万吨煤矿地面变电所电气部分的设计,分析变电所所在的位置和变电所将要承担的供电任务,来确定变电所的主接线,通过负荷计算确定主要变压器的台数,容量及型号,根据短路计算的结果,对变电所的一次设备进行了选择和校验,同时完成配电装置的布置,防雷保护及接地装置方案的设计,最后进行有效的系统保护,最终完成本设计的终极目标,即为与年产为180万相近煤矿提供安全,可靠,经济的供电任务。
2、国内外发展情况(文献综述)
电力业是国民经济的重要部门之一,是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业,它为国民经济的其他各部门的快速、稳定发展提供足够的动力,其发展水平是反映国家经济发达程度的重要标志,又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。
电力工业的先行,电力工业的发展必须优先于其他的工业部门,整个国民经济才能不断前进。
世界上第一个发电站是于1882年在美国纽约市建立的,机组容量只有30kW。
此后,随着生产和科学技术的进步,电力工业有了迅速的发展,特别是近半个世纪以来发展得更快。
据统计,到1997年年底为止,全世界的发电厂的总装机容量已达3133000MW,最高交流输电电压已超过1000kV。
从世界各国经济发展的进程来看,国民经济每增长1%,就要求电力工业增长1.3%-1.5%。
因此,一些工业发达的国家几乎是每7-10年(个别的为5-6年)装机容量就要增长一倍。
【1】
随着智能电网概念的提出.对变电站技术提出了进一步的要求:
通过全网运行数据分层分级的广域实时信息统一断面采集,实现变电站智能柔性集群及自协调区域控制保护,支撑各级电网的安全稳定运行和各类高级应用;设备信息和运维策略与电力调度实现全面互动,实现基于状态监测的设备全寿命周期综合优化管理:
变电站主要设备逐步实现智能化,为坚强实体电网提供坚实的设备基础;在全面实现数字化变电站的基础上,进一步拓展变电站自动化系统的功能,逐步向智能化变电站转变。
1傲宇化变电站技术特点数字化变电站的技术核心是数字化的一次设备和网络化的二次设备,在过程层、间隔层及站控层上,按照国际标准工Ec61850,实现变电站内部以及变电站与集控站间的信息共享互操作过程。
1.1数字化的一次设备。
数字化一次设备包含电子式互感器、智能开关、以及站内其它智能设备。
通过实现设备的就地数字化,实现了一、二次系统在电气上的有效隔离,增大了电气量的动态测量范围并提高了测量精度,实现了从常规变电站的装置冗余向现代变电站的信息冗余的转变、并为信息集成化应用提供了坚实的基础。
1.2网络化的信息交换。
【4】
近年来随着我国经济的持续飞速发展,电力需求在不断增加,电力行业作为国民经济命脉,对现代化建设所体现出的重要性越来越明显,因此对变电站内各类主要设备运行和人员操作都提出了更高的要求,保证供电系统的安全运行已经成为电力管理部门的首要任务。
在现代化的供电系统中,变电所管理的网络化、数字化和自动化是电力发展要求的必然趋势,变电所的无人值守、综合管理和安全管理是电网现代化的必由之路。
变电站综合自动化和变电站无人值班技术是变电站监控和保护发展的主流和必然趋势。
随着无人值守变电站管理模式的全面推广,在监控中心通过现有的电力通信网对所属变电站实现远程实时视频监控、远程故障和意外情况告警接收处理,可提高变电站运行和维护的安全性及可靠性,并可逐步实现电网的可视化监控和调度,使电网调控运行更为安全、可靠。
远程视频监控系统最基本的目的是将变电站的各个监视点,如主控制室的设备运行情况、主变、断路器、隔离刀闸等的运行状态实时图像、防火防盗等智能设备报警信息传输到监控中心,监控人员可通过实时图像和远动信息对变电站的运行情况进行综合监控、分析。
为加强对重要变电站及无人值守变电站的监视,非常有必要建立安全防范、环境监控系统,对各变电站全站现场进行监视。
南京南自信息技术有限公司自主设计开发了适应变电站视频监控的多种数字安防监控设备和系统软件平台,广泛应用于国内电网的几千个变电站(750KV、500KV、220KV、110KV、66KV、35KV各电压等级均有成功案例)。
随着IEC61850标准的推广应用,数字化变电站概念已在工程中获得实践,全国已建成一定数量的数字化变电站。
同时我国智能电网的研究已经启动,作为电网重要组成部分,数字化变电站领域的研究和试点工作也将为智能电网的发展打下基础,变电站安防系统将会按照数字化变电站、变电站无人值班发展趋势不断演进。
【5】
.我国电力建设经过多年的发展,系统容量越来越大,短路电流不断增大,对电气设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高;而随着科学技术的高速发展,制造、材料行业,尤其是计算机及网络技术的迅速发展,电力系统的变电技术也有了新的飞跃,我国变电站设计出现了一些新的趋势.2.变电所设计的现状分析2.1接线方案趋于简单V随着制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加,变电站接线简化趋于可能.例如,断路器是变电站的主要电气设备,其制造技术近年来有了较大发展,可靠性大为提高,检修时问少.特别国外一些知名厂家生产的超高压断路器均可达到20年不大修,更换部件费时很短.为了进一步控制工程造价,提高经济效益,经过专家反复论证,我国少数变电站设计已逐渐采用一些新的更为简单的接线方案.【6】
Abstract—Securityofsupplyinpowersystemsupposesthattherobustnessofthesystemcanbeguaranteedincaseofcrediblecontingencies.Thisrobustnessreliesonstructuralredundancyandonsecuritymargins.Traditionally,the“N-1”contingencyanalysishasbeenusedforsuchcheck.Thismethodologyleadstothedefinitionof“sizingincidents”,orcrediblecontingencies[1].Thesystemissaid“N-1”secureifitremainswithinitsoperatingdomainforthese“sizingincidents”.Todaysometrendsexistforrelaxingtheapplicationofthiscriterion.Thismeansthatsomeemergencycontrolactionsmustbeimplementedinthesystemforguaranteeingitssecurity.Thisasksfortheirrepresentationinthemethodologicalapproachusedforevaluatingthesecurityofsupply.Thisisnotpossiblewithtraditionaltools.IndexTerms—Interconnectedpowersystem,industrialpowersystem,loadflowanalysis,powergenerationcontrol,reactivepowercontrol,voltagecontrol,powersystemdynamicstability,powersystemtransientstability,staticVARcompensator【11】
3、研究/设计的目标:
4、设计方案(研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等):
依据年产在180万吨煤矿的实际情况,确定了本设计的主要内容和设计任务。
具体包括电气主接线设计,变压器台数的设计和设备的选择,短路计算设计以及防雷接地等,树立正确的设计思路,涉及以下内容:
1)电气主接线是本次设计的首要部分,也是构成变电所的主环节,主接线的拟定关系着变电所电气设备的选择等等,是点点所投资大小的决定性因素。
从原始资料分析,以及各种接线的方式的优点和缺点,综合比较得出最终方案。
2)根据要设计变电所容量及负荷来确定变压器的台数,主变形式等进行选择;
3)短路计算是为了能更好的选择电气设备,继电保护设备等,;了解电力系统的短路计算知识,学习短路计算方法,从而完成自己的设计中的短路计算部分
4)导体和电气设备的选择是设计的主要内容之一,因为工作条件的不一样,所以选择的方法也不完全一样,但是基本要求是一致的,电气设备能可靠的工作必须按正常的工作条件来选,并且按短路状态来检验热稳定和动稳定。
5)高压配电装置在系统中起着接受和分配电能的作用,从中了解到电气设备布置的知识,通过对配电的基本要求,设计原则的了解,为自己的设计做出比较合理的布置。
6)为了确保变电所的安全,防雷是很重要的,结合防雷保护知识,防雷技术主要从俩个方面来保护:
一是雷击于变电所,采取装备避雷针的方法;二是变电所的雷电入侵波采取装设阀式避雷器的防雷保护措施。
7)参考书籍知识,了解我国变电所电气设备具体的布置规划,同时参考其布置布置原则。
5、方案的可行性分析:
1)煤矿地面变电所设计在国内外已经进入成熟阶段。
2)该设计的知识和能力准备,通过我的努力应该可以达到。
3)该设计需要阅读《设计规范》、《煤矿安全规程》、《煤矿供电》、《电力工程设计手册》、《煤矿电工手册》、《变压器经济运行》、《煤炭工业设备手册》、《工厂常用电气设备手册》、《高压柜二次线路方案》、《工厂配电设计手册》、《全国供用电规则》等书籍
4)设计需要进行互联网进行资料查询,需要到图书馆进行相关期刊杂志的查询工作,需要准确的计算,血药设备的选型和校验,需要设计继电保护的配置,完成CAD制图,这些工作已具备。
5)该设计研究需要的物质,环境条件不是很高,通过努力能够较好的解决。
6、该设计的创新之处
7、设计产品的主要用途和应用领域:
本设计主要用于年产180万吨煤矿的地面变电所供电,为煤矿的安全生产提供可靠,经济的供电任务。
随着科技的发展,变电所在城市轨道,大型企业的工厂都将有突破性的应用。
随着煤矿安全要求的逐渐提高,无人值班厢式变电所以其工厂化建设,设计周期短而独具魅力。
8、时间进程
第一周查阅资料,了解课题。
第二周资料收集整理,撰写开题报告。
第三周学习并确认变电所的接线方式。
第四周变电所内测量仪表的选择。
第五周负荷统计负荷计算以及主变压器的选择·。
第六周地面供电系统变电所位置的选择以及变电所电源接线的确定。
第七周短路电流计算。
第八周变电所高压电气设备的选择。
第九周高压开关选择并校验。
第十周变电所母线装置选择的设计。
第十一周60KV及6KV输电线路的选择与敷设。
第十二周主变保护的整定设计。
第十三周继电保护的设计。
第十四周防雷保护与接地措施的设计
第十五周变电所实际位置的考察。
第十六周变电所室内外布置的设计。
第十七周搜集毕业设计格式,整理,总结设计资料,准备编写。
第十八周毕业答辩。
9、参考文献:
[l]盛国林,发电厂与变电所【M】中国电力出版社2009
[2]苏文成,供电技术第四版,北京,机械工业出版社,2010
[3]唐志平,供电技术【M】,北京,电子工业出版社,2011
[4]冯苗胡玉霞智能电网的发展趋势【J】《硅谷》2010年第14期
[5]胡明忠变电站综合自动化中国电控网2011
[6]侯丽岩关绍新浅谈我国变电所设计的发展趋势【J】新农村(黑龙江)2011(16)
[7]Roosetace.S,Hooshmand.r,Ataei.M.SubstationautomationsystemusingIEC61850.
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[8]顾文卿煤矿机电设备选型设计及故障诊断使用手册2006
[9]张国兵,冯明利,管霄,我国变电站设计的研究与发展趋势【J】科技与生活2009(15)
[10]刘刚,邓春林,防雷与接地概论华南理工大学出版社,2011
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[14]李伟电力系统继电保护事故案例与分析【M】中国电力出版社2009
[15]高有权发电机变压器继电保护设计及整定计算【M】中国电力出版社2011
指导教师意见:
教师签字:
年月日
毕业设计领导小组意见:
组长签字:
年月日
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